基板結構及其製造方法

2023-05-03 04:34:21 2

專利名稱：基板結構及其製造方法
技術領域：
本發明有關一種基板結構及其製造方法，且特別是有關一種具有埋入式線路 (embedded pattern)的基板結構及其製造方法。
背景技術：
請參照圖1，其繪示現有的具有埋入式線路的基板結構示意圖。現有的的基板結構 100包括一基材102、一絕緣層104及一埋入式線路層106，並具有一溝槽108。埋入式線路 層106形成於溝槽108。 一般來講，製作溝槽108的方式都是採用雷射加工方式。
然而，雷射束的加工路徑只有沿著單軸向，即Z軸方向來進行，而無法同時往Z軸 的兩邊對絕緣層104加工，因此導致溝槽108的槽寬會隨著其槽深縮小的現象。如此，製作 完成的溝槽108，其槽底面110自然呈一弧面。而呈弧面的槽底面110的表面積被受限，使 後續形成的埋入式線路層106的電性品質是不佳的。 此外，雷射加工一次只能於基材102的一面進行溝槽加工，待此面的溝槽製作完 成後，才能於另一面繼續製作出溝槽，相當地費時及不便。

發明內容
本發明的目的是提供一種基板結構及其製造方法，以等離子體蝕刻製作埋入式線 路的溝槽，使溝槽的槽底面形成平面。如此，槽底面的面積是增加的，使得後續形成的埋入 式線路層具有比較大的電性連接表面，增進了埋入式線路層的電性。 根據本發明，提出 一種基板結構，包括一基材及一第一埋入式線路層。基材包括一 第一絕緣層。第一絕緣層具有一第一溝槽圖案，第一溝槽圖案的一槽底面為平面。第一埋 入式線路層形成於第一溝槽圖案。 根據本發明，提出一種基板結構的製造方法。製造方法包括以下步驟。提供一基 材，基材包括一第一絕緣層。提供一第一光掩模。提供一等離子體，透過第一光掩模於第一 絕緣層上蝕刻出一第一溝槽圖案，第一溝槽圖案的一槽底面為平面。形成一第一埋入式線 路層於第一溝槽圖案上。


為讓本發明的上述內容能更明顯易懂，下面將配合附圖對本發明的較佳實施例作 詳細說明，其中 圖1繪示現有的具有埋入式線路的基板結構示意圖。
圖2繪示依照本發明第一實施例的基板結構的示意圖。 圖3繪示圖2中第一溝槽圖案的局部A的放大示意圖。 圖4繪示另一實施態樣的第一溝槽圖案的示意圖。 圖5繪示依照本發明第一實施例的基板結構的製造方法流程圖。 圖6A繪示第一實施例的基板結構的基材示意圖。
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圖6B繪示圖6A中提供有第一光掩模的示意圖。 圖6C繪示圖6B中提供有等離子體的示意圖。 圖7繪示另一實施例的製造方法流程圖。 圖8A繪示圖7的製造方法中第二光掩模的示意圖。 圖8B繪示圖8A中提供有等離子體的示意圖。 圖9繪示本實施例的基材的變形示意圖。 圖10繪示圖9的基材的第一部分變形示意圖。 圖11繪示依照本發明第二實施例的基板結構的示意圖。 圖12繪示依照本發明第二實施例的基板結構的製造方法流程圖。 圖13A繪示圖12中的第三光掩模的示意圖。 圖13B繪示圖13A中提供有等離子體的示意圖。
具體實施例方式
在本發明的基板結構及其製造方法中，是利用等離子體蝕刻製作出埋入式線路的 溝槽，使溝槽的槽底面形成平面。如此，槽底面的面積是增加，使得後續形成的埋入式線路 層具有比較大的電性連接表面，增進了埋入式線路層的電性品質。以下以二個較佳實施例 來作說明。 第一實施例 請參照圖2，其繪示依照本發明第一實施例的基板結構的示意圖。基板結構200 包括一基材202及一第一埋入式線路層206。基材202具有一第一表面208且包括一第一 絕緣層204及一金屬層214，例如是銅層。第一絕緣層204，例如是介電層，形成於第一表面 208上並與金屬層214接觸。第一絕緣層204具有一第一溝槽圖案210，第一埋入式線路層 206形成於第一溝槽圖案210。 本實施例的第一溝槽圖案210是以等離子體蝕刻方式製作，請參照圖3，其繪示圖 2中第一溝槽圖案的局部A的放大示意圖。為了清楚說明以等離子體蝕刻製作第一溝槽圖 案的特色，於圖3中省略圖2的第一埋入式線路層206。由於等離子體加工方向不只有Z軸 方向，也往Z軸的兩邊方向Dl及D2對第一絕緣層204進行蝕刻，所以第一溝槽圖案210的 槽側壁218的斜度會比較緩和。並且，也可使第一溝槽圖案210的槽底面212形成平面，如 此，使得第一溝槽圖案210的截面形狀可以是梯形，甚至接近矩形。相較於圖1的現有的溝 槽108，本實施例的第一溝槽圖案210的溝槽表面積較大，有助於後續形成的第一埋入式線 路層206的電性品質。 此外，第一溝槽圖案210於第一絕緣層204的上表面218露出一第一槽開口 220。 在適當地控制等離子體工藝參數下，第一溝槽圖案210的槽底面212的寬度W1小於或實質 上等於第一槽開口 220的寬度W2，本實施例的寬度W1是以寬度W2的三分之一為例作說明。 因此，相較於圖1現有的的溝槽108，本實施例使用等離子體製作出的第一溝槽圖案210具 有更大的溝槽表面積，且第一溝槽圖案210的槽側壁218的斜度也較緩和。如此，第一溝槽 圖案210使後續形成的第一埋入式線路層206具有較佳的電性品質。在實務上，寬度Wl與 寬度W2的尺寸比例可視對電性品質的要求、工藝成本及工藝時間而定，本實施例並非用以 限定寬度W1與寬度W2的比例。
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此外，雖然本實施例的第一溝槽圖案210未貫穿第一絕緣層，然而另一實施例的 第一溝槽圖案也可以貫穿第一絕緣層204。請參照圖4，其繪示另一實施態樣的第一溝槽圖 案的示意圖。第一絕緣層204的一第一溝槽圖案224的一部分226貫穿第一絕緣層204並 露出第一表面208的一部份228，且於第一絕緣層204的上表面216露出一第二槽開口 230。 如此，金屬層214可以藉由第一溝槽圖案224的此部分226與其它階層的電路進行電性連 接。 由於等離子體蝕刻方向是多方向，雖然等離子體在碰到金屬層214時無法對金屬
層214蝕刻，但還是會往Z軸兩邊繼續蝕刻第一絕緣層204，使得第一表面208的一部份228
的寬度愈來愈寬。所以，第一表面208的一部份228的寬度W3可接近或等於第二槽開口
230的寬度W4，此有助提升後續形成的第一埋入式線路層的電性品質。 以下是以圖5並搭配圖6A至圖6C，詳細說明依照本發明第一實施例的基板結構的
製造方法。請參照圖5，其繪示依照本發明第一實施例的基板結構的製造方法流程圖，製造
方法包括以下步驟。 首先，請同時參照圖6A，其繪示第一實施例的基板結構的基材示意圖。於步驟 S502中，提供基材202，基材202具有第一表面208且包括第一絕緣層204及金屬層214。
接著，請同時參照圖6B，其繪示圖6A中提供有第一光掩模的示意圖。於步驟S504 中，提供一第一光掩模222，第一光掩模222具有一鏤空圖案234。 再來，請同時參照圖6C，其繪示圖6B中提供有等離子體的示意圖。於步驟S506 中，提供一等離子體P，透過第一光掩模222的鏤空圖案234，而於第一絕緣層204上蝕刻出 第一溝槽圖案210。完成本步驟的作業環境是在一等離子體室(未繪示)內。
此外，於本步驟S506之後，尚須清除(desmear)附著於第一溝槽圖案210上的雜 質，以利接下來的步驟S508中的形成第一埋入式線路層206。而清除方式例如是採用等離 子體設備，以幹蝕刻方式完成。因此，可於本步驟S506之後，移除第一光掩模222，然後在相 同的等離子體設備內，使用等離子體清除附著於第一溝槽圖案210上的雜質。更進一步地 說，在現有的雷射方式中，於溝槽製作完成後，須費時、費力地移動基材至一可執行清除動 作的等離子體設備或其它溼工藝設備，此已經影響到整個工藝的流暢性。反觀本實施例，在 不需變更設備且不需移動基材202的情況下，可於移除第一光掩模222後，直接以原等離子
體設備執行清除動作，使整個工藝在操作上變得相當流暢、便利及省時。 此外，於步驟S506中，若蝕刻出的第一溝槽圖案210包含了一如圖4的貫穿部位，
即第一溝槽圖案224的一部分226，則清除對象當然地也包含了此貫穿部位。 然後，於步驟S508中，形成第一埋入式線路層206於第一溝槽圖案210上。形成
第一埋入式線路層206的方式例如是採用無電鍍(electroless plating)方式或化學沉積
方式。至此，完成如圖2所示的基板結構200。 此外，另一實施例的製造方法也可以製造出如圖4的第一溝槽圖案224。舉例來 說，請參照圖7並同時參照圖8A，圖7繪示另一實施例的製造方法流程圖，圖8A繪示圖7的 製造方法中第二光掩模的示意圖。步驟S502、S504、S506及S508於圖5已說明過，在此便 不再贅述，此處從步驟S702開始說明。如圖8A所示，於步驟S702，提供一第二光掩模232。 第二光掩模232具有一鏤空圖案238。 然後，請同時參照圖8B，其繪示圖8A中提供有等離子體的示意圖。於步驟S704，提供等離子體P，透過第二光掩模232的的鏤空圖案238，於第一絕緣層204上蝕刻出一貫 穿第一絕緣層204的貫穿部，貫穿部是成為第一溝槽圖案224的一部分226。至此，完成如 圖4所示的第一溝槽圖案224。 此外，一般來講，在製造過程中，基材202因受到工藝環境的作用力，例如是壓力、 溫度或腐蝕對基材202所產生的力量而產生變形。在另一實施態樣的製造方法中，可使用 多個第一光掩模來配合基材202的變形後尺寸。舉例來說，請參照圖9，其繪示本實施例的 基材的變形示意圖。基材202'是基材202變形後之外觀，其上的線路尺寸，例如是金屬層 214上的線路圖案的尺寸(未繪示)隨著基材202'的變形而被拉伸或縮短，而與原本尺寸 產生偏差。而本實施例可設計多個第一光掩模，例如是第一光掩模236a、236b及236c分 別對應至基材202'中不同變形比例的多個部份，例如是分別對應至基材202'的第一部份 202a'、第二部份202b'及第三部份202c'。此些第一光掩模236a、236b及236c的尺寸是 配合基材202'的變形比例設計，以使後續形成的第一溝槽圖案精確地對應至變形後的基材 202，。 以下是以第一光掩模236a與基材202'的第一部分202a'的對應關係為例作說明。 請同時參照圖10，其繪示圖9的基材的第一部分變形示意圖。基材202'的第一部份202a' 在變形前是區域202a的部份。變形後的基材202'的第一部份202a'的邊長L4在變形前 是邊長L2，所以變形比例是L4/L2 ;而邊長L3在變形前是邊長Ll，所以變形比例是L3/L1。 而本實施態樣的第一光掩模236a可配合基材202'的第一部份202a'的變形比例設計。也 就是說，第一光掩模236a上的鏤空圖案(第一光掩模236a的鏤空圖案未繪示)可配合上 述變形比例L4/L2及L3/L1作對應調整，使第一光掩模236a上的鏤空圖案的尺寸與變形後 的基材202'的第一部份202a'的尺寸實質上相同，以確保後續形成的第一溝槽圖案能夠精 確地對應至變形後的基材202'。
第二實施例 請參照圖ll，其繪示依照本發明第二實施例的基板結構的示意圖。第二實施例與 第一實施例不同之處在於，第二實施例的基板結構300的相對兩面皆具有溝槽圖案。其它 相同的處沿用相同標號，在此並不再贅述。以下是詳細說明第二實施例的基板結構300的 特徵。 基板結構300的基材302還包括一金屬層308，例如是銅層及一第二絕緣層304。 第二絕緣層304是形成於基材302的第二表面306上且第二絕緣層304具有一第二溝槽圖 案322，而第二表面306是相對於第一表面208。 相似於第一溝槽圖案224，第二溝槽圖案322具有一貫穿第二絕緣層304的孔 320。此外，第二溝槽圖案322的槽底面310亦為平面。並且，第二溝槽圖案322於第二絕 緣層304的上表面312露出一第三槽開口 314，第二溝槽圖案322的槽底面310的寬度怖 是小於或實質上等於第三槽開口 314的寬度W5，本實施例的寬度怖是以寬度W5的三分之 一為例作說明。 此外，本實施例的基板結構300的兩面都具有電路結構，而熟知此技術領域者應 當了解，金屬層214與308之間可透過一貫孔(via)(未繪示)進行電性導通。如此，基板 結構300兩面的電路結構可透過此貫孔、基板結構300的第一溝槽圖案224的一部分226 及第二溝槽圖案322的孔320來電性連接。
此外，雖然本實施例的基板結構300的雙面上的結構層數是以單層為例作說明， 然而熟知此技術領域者應當了解，本實施例的基板結構300也可製作成雙面多層結構。
當然，雖然圖11的第二溝槽圖案322上未形成一埋入式線路層。然而，此技術領 域中具有通常知識者應明了，一第二埋入式線路層(未繪示)也可形成於第二溝槽圖案322 上。 以下是以圖12並搭配圖13A 圖13B，詳細介紹圖11的基板結構300的製造方 法。請參照圖12，其繪示依照本發明第二實施例的基板結構的製造方法流程圖。步驟S502、 S504及S508於第一實施例的製造方法中皆已說明過，在此便不再贅述。以下是由步驟S802 開始說明。 請同時參照圖13A，其繪示圖12中的第三光掩模的示意圖。於步驟S802中，提供 一第三光掩模316，第三光掩模316具有一鏤空圖案318。第一光掩模222是鄰近第一絕緣 層204設置，而第二光掩模232是鄰近第二絕緣層304設置。 然後，請同時參照圖13B，其繪示圖13A中提供有等離子體的示意圖。於步驟S802 中，等離子體P同時透過第一光掩模222的鏤空圖案234及第三光掩模314的鏤空圖案318， 分別於第一絕緣層204及第二絕緣層304上蝕刻出第一溝槽圖案210及第二溝槽圖案322。
至於孔320的形成方式是相似於第一溝槽圖案224的一部分226的形成方式，此 於上述圖7中已說明，在此便不再贅述。 然後，於步驟S508完成後，完成圖11的基板結構300 。 當然，此技術領域中具有通常知識者應明了，於步驟S508後，也可以形成第二埋 入式線路層(未繪示)於第二溝槽圖案上322上。 由於等離子體是分布於整個等離子體室內，應用此一特色，本實施例的第一溝槽 圖案210與第二溝槽圖案322可同時形成，相當地省時。 本發明上述實施例所揭露的基板結構及其製造方法，至少具有如下優點 (1)採用等離子體蝕刻所製作出的溝槽圖案，其槽底面寬度可實質上等於其槽開
口的寬度。如此，溝槽的表面積增加，有助於後續形成的埋入式線路層的電性品質。
(2)在不需變更設備且不需移動基材的情況下，可於移除光掩模後，直接以原等離
子體設備執行清除(desmear)動作，相當便利且省時。 (3)形成溝槽圖案的光掩模可以設計成多個，分別對應變形後的基材中不同變形 比例的多個部份，以使後續形成的溝槽圖案精確對應至變形後的基材。 綜上所述，雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然而其並非用以限定本發明。本 發明所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作各種等同 的改變或替換。因此，本發明的保護範圍當視後附的本申請權利要求範圍所界定的為準。
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權利要求
一種基板結構的製造方法，其特徵在於，包括提供一基材，該基材包括一第一絕緣層；提供一第一光掩模；提供一等離子體，透過該第一光掩模於該第一絕緣層上蝕刻出一第一溝槽圖案，該第一溝槽圖案的一槽底面為平面；以及形成一第一埋入式線路層於該第一溝槽圖案上。
2. 根據權利要求1所述的製造方法，其特徵在於，該第一溝槽圖案於該第一絕緣層的上表面露出一第一槽開口，該第一溝槽圖案的該槽底面的寬度是小於或等於該第一槽開口的寬度。
3. 根據權利要求1所述的製造方法，其特徵在於，該基材具有一第一表面，該第一絕緣層形成於該第一表面上，於該蝕刻步驟中，該製造方法還包括提供一第二光掩模；以及提供該等離子體，透過該第二光掩模於該第一絕緣層上蝕刻出一貫穿該第一絕緣層的貫穿部，該貫穿部為該第一溝槽圖案的一部分，該貫穿部露出該第一表面的一部分且於該第一絕緣層的上表面露出一第二槽開口 ，該第一表面的該部份的寬度是小於或等於該第二槽開口的寬度。
4. 根據權利要求1所述的製造方法，其特徵在於，於蝕刻出該第一溝槽圖案的該步驟與形成該第一埋入式線路層的該步驟之間，該製造方法還包括移除該第一光掩模；以及提供該等離子體，清除附著於該第一溝槽圖案上的雜質。
5. 根據權利要求1所述的製造方法，其特徵在於，該基材具有相對的一第一表面與一第二表面，該第一絕緣層形成於該第一表面上，而該第二絕緣層形成於該第二表面上，該製造方法還包括提供一第三光掩模；於提供該等離子體的該步驟中，該製造方法還包括該等離子體同時透過該第三光掩模於該第二絕緣層上蝕刻出一第二溝槽圖案，該第二溝槽圖案的一槽底面為平面；以及該製造方法還包括形成一第二埋入式線路層於該第二溝槽圖案上。
6. 根據權利要求1所述的製造方法，其特徵在於，於該提供該第一光掩模的該步驟中，該製造方法包括提供多個第一光掩模，所述第一光掩模的其中之一的尺寸是對應於該基材的一部分變形後的尺寸。
7. —種基板結構，其特徵在於，包括一基材，包括一第一絕緣層，該第一絕緣層具有一第一溝槽圖案，該第一溝槽圖案的一槽底面為平面；以及一第一埋入式線路層，形成於該第一溝槽圖案。
8. 根據權利要求7所述的基板結構，其特徵在於，該第一溝槽圖案於該第一絕緣層的上表面露出一第一槽開口 ，該第一溝槽圖案的該槽底面的寬度是小於或等於該第一槽開口的寬度。
9. 根據權利要求8所述的基板結構，其特徵在於，該基材具有一第一表面，該第一絕緣層形成於該第一表面上，該第一溝槽圖案的一部分貫穿該第一絕緣層並露出該第一表面的一部份且於該第一絕緣層的上表面露出一第二槽開口 ，該第一表面的該部份的寬度是小於或等於該第二槽開口的寬度。
10. 根據權利要求7所述的基板結構，其特徵在於，該基材具有相對的一第一表面與一第二表面及一第二絕緣層，該第一絕緣層形成於該第一表面上，該第二絕緣層形成於該第二表面上，該第二絕緣層具有一第二溝槽圖案，該第二溝槽圖案的一槽底面為平面，該基板結構還包括一第二埋入式線路層，形成於該第二溝槽圖案。
11. 根據權利要求10所述的基板結構，其特徵在於，該第二溝槽圖案於該第二絕緣層的上表面露出一第三槽開口，該第二溝槽圖案的該槽底面的寬度是小於或等於該第三槽開口的寬度。
全文摘要
本發明是一種基板結構及其製造方法。製造方法包括以下步驟。首先，提供一基材，基材包括一絕緣層。接著，提供一光掩模。再來，提供一等離子體，透過光掩模於絕緣層上蝕刻出一溝槽圖案，溝槽圖案的一槽底面為平面。然後，形成一埋入式線路層於溝槽圖案上。至此，完成基板結構。此外，可重複上述流程，以使基板增層成多層板。
文檔編號H05K3/06GK101772273SQ200910002948
公開日2010年7月7日 申請日期2009年1月7日 優先權日2009年1月7日
發明者李志成 申請人:日月光半導體製造股份有限公司